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DE19929765A1 - Flue gas cleaning device - Google Patents

Flue gas cleaning device

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Publication number
DE19929765A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flue gas
catalyst
mixer
cleaning device
rectifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19929765A
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Sigling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE19929765A priority Critical patent/DE19929765A1/en
Priority to AT00956051T priority patent/ATE267040T1/en
Priority to KR1020017016803A priority patent/KR100679788B1/en
Priority to DE50006506T priority patent/DE50006506D1/en
Priority to JP2001506003A priority patent/JP4574918B2/en
Priority to PCT/DE2000/002107 priority patent/WO2001000302A1/en
Priority to EP00956051A priority patent/EP1189681B1/en
Priority to ES00956051T priority patent/ES2220515T3/en
Publication of DE19929765A1 publication Critical patent/DE19929765A1/en
Priority to NO20016286A priority patent/NO20016286L/en
Priority to US10/035,867 priority patent/US7063817B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Flue gas (1), especially flue gas from a steam generator, has to be cleaned by law. A catalyst (8) for removing the nitrogen from the flue gas (1) is often used for this purpose, said flue gas e.g. heating an air pre-heater (15). The reducing agent residue reacts with the unreacted sulphur oxide and forms a substance that can damage the air pre-heater (15). According to the invention, a first mixer (10, 12) is provided for preventing this reaction from taking place. Said mixer is positioned behind the catalyst (8) in the direction of the flow and ensures that the flue gas (1) is mixed evenly with the reducing agent.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungseinrichtung für Rauchgas, insbesondere für Rauchgas aus einem mit fossilem Brennstoff befeuerten Dampferzeuger in einem Kraftwerk, mit einer Eindüsvorrichtung für einen ein Reduktionsmittel frei­ setzenden Zuschlagstoff und mit einem Katalysator zur Reduk­ tion von Stickoxiden.The invention relates to a cleaning device for Flue gas, especially for flue gas from a fossil Fuel-fired steam generator in a power plant, with a injection device for a reducing agent setting aggregate and with a catalyst to reduc tion of nitrogen oxides.

Bei der Reinigung von Rauchgas, beispielsweise aus einem Dampferzeuger, kommt bei einer katalytischen Stickoxidmin­ derung üblicherweise Ammoniak als Reduktionsmittel oder auch ein Zuschlagstoff, z. B. Harnstoff, zum Einsatz, der ein sol­ ches Reduktionsmittel freisetzt. Das vor einem Katalysator in das Rauchgas eingebrachte Ammoniak reagiert zusammen mit Stickoxiden, insbesondere NO und/oder NO2, an dem in einen Reaktor eingebauten Katalysator zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O). Ein geringer Teil des eingedüsten oder eingebrachten Ammoniaks verbleibt häufig als sogenannter Ammoniakschlupf nach dem Katalysator im Rauchgas. Der Ammoniakschlupf ist im Wesentlichen eine Funktion des erforderlichen Stickoxidab­ scheidegrades, der Aktivität des Katalysators und der Güte der Vermischung des eingedüsten Ammoniaks mit dem Rauchgas. Außerdem spielen die durch eine gleiche Rauchgasgeschwindig­ keit an allen Stellen des Reaktorquerschnitts gegebene Gleichmäßigkeit der Durchströmung des Reaktors und eine unge­ hinderte Erreichbarkeit des gesamten Katalysatormaterials ei­ ne entscheidende Rolle.When cleaning flue gas, for example from a steam generator, usually comes with a catalytic nitrogen oxide reduction ammonia as a reducing agent or an additive, for. B. urea, is used, which releases a sol reducing agent. The ammonia introduced into the flue gas in front of a catalyst reacts with nitrogen oxides, in particular NO and / or NO 2 , on the catalyst installed in a reactor to form nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). A small part of the ammonia injected or introduced often remains in the flue gas as so-called ammonia slip after the catalyst. The ammonia slip is essentially a function of the required degree of nitrogen oxide separation, the activity of the catalyst and the quality of the mixing of the injected ammonia with the flue gas. In addition, the uniformity of the flow through the reactor given by the same flue gas velocity at all points in the reactor cross section and unhindered accessibility of the entire catalyst material play a crucial role.

Diese Voraussetzungen lassen sich im technischen Rahmen und mit vertretbarem Aufwand nur begrenzt realisieren. Infolge­ dessen kann es zwangsläufig zu einem über den Reaktorquer­ schnitt ungleichmäßig verteilten Ammoniakschlupf kommen. Im Mittel beträgt dieser mögliche Ammoniakschlupf nur wenige ppm. An einigen Stellen können jedoch Werte auftreten, die ein Vielfaches des Durchschnittswertes betragen.These requirements can be met in the technical framework and Realize only to a limited extent with reasonable effort. As a result of which there can inevitably be one across the reactor cross cut unevenly distributed ammonia slip. in the This possible ammonia slip is only a few  ppm. In some places, however, values can occur that a multiple of the average.

Im Nachlauf zu dem Katalysator ist häufig ein weiteres An­ lagenteil, bei einem Kohlekraftwerk häufig ein Luftvorwärmer (Luvo), angeordnet. In einem solchen Luftvorwärmer erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den noch heißen Rauchgasen und noch kühler Verbrennungsluft. Das Rauchgas kühlt dabei von mehr als 300°C beispielsweise auf ca. 150°C ab. Das Rauchgas enthält möglicherweise Schwefeloxid (SO3), das aus der Ver­ brennung des im Brennstoff enthaltenen Schwefels entstanden ist. Dieses Schwefeloxid reagiert mit dem Ammoniak aus dem Ammoniakschlupf in diesem Temperaturbereich gemäß der Bezie­ hung: 2 NH3 + H2O + SO3 → (NH4) 2SO4, also zu Ammoniumsulfat oder gemäß NH3 + SO3 + H2O → NH4HSO4, also zu Ammoniumhy­ drogensulfat.In the wake of the catalyst is often another part of the system, in an coal power plant often an air preheater (Luvo) arranged. In such an air preheater, heat is exchanged between the still hot flue gases and the still cool combustion air. The flue gas cools down from more than 300 ° C, for example to about 150 ° C. The flue gas may contain sulfur oxide (SO 3 ), which has arisen from the combustion of the sulfur contained in the fuel. This sulfur oxide reacts with the ammonia from the ammonia slip in this temperature range according to the relationship: 2 NH 3 + H 2 O + SO 3 → (NH 4 ) 2SO 4 , i.e. to ammonium sulfate or according to NH 3 + SO 3 + H 2 O → NH 4 HSO 4 , so to ammonium hydrogen sulfate.

Ammoniumhydrogensulfat ist klebrig und korrosiv wirkend. Auf­ grund dieser Eigenschaften bleibt es in dem Katalysator nach­ geordneten Anlagenteil bzw. im Luftvorwärmer haften und ver­ ursacht dort möglicherweise Verstopfungen und Korrosion. Die­ sem Effekt begegnet man bisher dadurch, dass der Ammoniak­ schlupf auf Werte unterhalb von 5 ppm begrenzt wird, in eini­ gen Anlagen sogar auf unter 2 ppm. Dies ist mit entsprechend hohem Aufwand für das erforderliche Katalysatorvolumen ver­ bunden. Dennoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass an ei­ nigen Stellen des Reaktorquerschnitts ein höherer Ammoniak­ schlupf als der Durchschnittswert auftritt. Daher kann par­ tiell vor einem bestimmten Bereich des Anlagenteil- oder Luftvorwärmerquerschnitts eine relativ hohe - zu hohe - Ammo­ niakkonzentration auftreten, so dass das Anlagenteil bzw. der Luftvorwärmer in diesem Bereich durch die obengenannten Vor­ gänge geschädigt wird.Ammonium bisulfate is sticky and corrosive. On Because of these properties, it remains in the catalyst ordered system part or in the air preheater stick and ver This may cause blockages and corrosion. The So far, one has encountered this effect in that the ammonia slip is limited to values below 5 ppm, in one systems even below 2 ppm. This is with accordingly high expenditure for the required catalyst volume bound. Nevertheless, it cannot be ruled out that ei A few places in the reactor cross-section a higher ammonia slip than occurs as the average. Therefore par tiell before a certain area of the plant part or Air preheater cross section a relatively high - too high - Ammo nia concentration occur, so that the plant part or Air preheaters in this area by the above gears is damaged.

Insbesondere Anlagen mit Katalysatoren, in denen hohe Stick­ oxidabscheidegrade - über 85% bis zu 95% und mehr - erreicht werden sollen, stellt sich das Problem der Ungleichverteilung des Ammoniakschlupfes. Der Grund dafür ist, dass es dabei Be­ reiche im Reaktorquerschnitt geben kann, in welchen zwar noch Ammoniak für die Reaktion zur Verfügung steht, jedoch kein. Stickoxid mehr vorhanden ist. In diesen Bereichen wird das dort überschüssige Ammoniak mangels Reaktionspartner nicht mehr abgebaut und verbleibt als örtlich hoher Schlupf in der Anlage. Auch durch ein noch so großes zusätzliches Katalysa­ torvolumen kann dieser Ammoniakschlupf nicht mehr verringert werden.In particular plants with catalysts in which high stick Degree of oxide separation - over 85% up to 95% and more - achieved the problem of unequal distribution arises  of ammonia slip. The reason for this is that Be can give rich in the reactor cross-section, in which still Ammonia is available for the reaction, but none. Nitric oxide is more present. In these areas it will there is no excess ammonia due to a lack of reactants more broken down and remains as locally high slip in the Investment. Even with such a large additional catalytic converter this ammonia slip can no longer be reduced become.

Bisher bekannte Maßnahmen zur Lösung des vorgenannten Pro­ blems bestehen darin, das eingedüste Ammoniak vor dem Ein­ tritt in den Katalysator gut mit dem Rauchgas zu vermischen und den Katalysator selbst großzügig zu dimensionieren. Heide Maßnahmen verursachen nicht unerhebliche Kosten, führen je­ doch nicht im gewünschten Ausmaß zum Erfolg.Previously known measures to solve the aforementioned pro blems consist of the injected ammonia before entering enters the catalyst to mix well with the flue gas and generously dimension the catalyst itself. pagan Measures cause not insignificant costs, ever lead but not to the desired extent to success.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reini­ gungseinrichtung für Rauchgas so zu ertüchtigen, dass minde­ stens vor und in einem dem Katalysator nachgeordneten Anla­ genteil, insbesondere vor oder in einem Luftvorwärmer, keine nennenswerten Reaktionen zwischen im Rauchgas noch enthalte­ nen geringfügigen Resten von Schwefeloxiden und Ammoniak stattfinden.The invention is therefore based on the object, a Reini equipment for flue gas so that at least Mostly in front of and in a system downstream of the catalytic converter opposite, especially in front of or in an air preheater, none noteworthy reactions between contained in the flue gas minor residues of sulfur oxides and ammonia occur.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu ist in Strömungsrichtung hinter dem Ka­ talysator ein erster Mischer zur Vergleichmäßigung der Durch­ mischung des Rauchgases mit dem Reduktionsmittel vorgesehen. Auch bei einem aus mehreren Katalysatorlagen aufgebauten Ka­ talysator ist zweckmäßigerweise hinter diesem ein solcher (erster) Mischer vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen den Katalysatorlagen jeweils ein Mischer vorgesehen sein. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. This is in the direction of flow behind the Ka Talysator a first mixer to equalize the through Mixing of the flue gas with the reducing agent is provided. Even with a Ka made up of several catalyst layers Talysator is expediently one behind this (First) mixer provided. Alternatively or in addition A mixer is provided between each of the catalyst layers his.  

Dieser (erste) Mischer vermischt stromab vom Katalysator im Rauchgasstrom noch vorhandene Strähnen mit überdurchschnitt­ lich hohem Restanteil eines Reduktionsmittels mit dem übrigen Rauchgasstrom. Durch diese Anordnung wird eine derart gleich­ mäßige Durchmischung des Rauchgases mit einem Rest von Ammo­ niak erreicht, dass keine Strähnen mit einem Ammoniakgehalt von mehr als 2 ppm mehr vorhanden sind.This (first) mixer mixes downstream of the catalyst in the Smoke gas flow still existing strands with above average Lich high residual proportion of a reducing agent with the rest Flue gas flow. This arrangement makes one the same moderate mixing of the flue gas with a remainder of Ammo niak achieved that no strands with an ammonia content of more than 2 ppm are present.

Bei einem dem Katalysator nachgeordneten Anlagenteil, z. B. einem Luftvorwärmer, ist der dem Katalysator nachgeordnete (erste) Mischer zweckmäßigerweise näher am Katalysator als am Anlagenteil bzw. Luftvorwärmer vorgesehen.In a system part downstream of the catalyst, for. B. an air preheater is the one downstream of the catalytic converter (First) mixer suitably closer to the catalyst than on System part or air preheater provided.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung sind zwischen der Ein­ düsvorrichtung der Reinigungseinrichtung und dem Katalysator in Strömungsrichtung des Rauchgases hintereinander ein weite­ rer (zweiter) Mischer, eine Umlenkeinrichtung für das Rauch­ gas und/oder ein Gleichrichter für den Rauchgasstrom vorge­ sehen. Außerdem ist bei einem modular und lagenweise aufge­ bauten Katalysator zweckmäßigerweise unmittelbar stromab von mindestens einer Katalysatorlage ein Mischer und stromauf von mindestens einer Katalysatorlage ein Gleichrichter für den Rauchgasstrom vorgesehen.After an appropriate further education are between the one nozzle device of the cleaning device and the catalyst one behind the other in the direction of flow of the flue gas rer (second) mixer, a deflection device for the smoke gas and / or a rectifier for the flue gas flow see. In addition, one is modular and layered built catalyst conveniently immediately downstream of at least one catalyst layer a mixer and upstream of at least one catalyst layer a rectifier for the Flue gas flow provided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bestehen die vorzugs­ weise statischen Mischer aus in einem Rauchgaskanal unbeweg­ lich eingebauten Lamellen, die vom Rauchgas schräg angeströmt sind. Dabei sind die Lamellen vorzugsweise von einem den Ka­ talysatorlagen zugeordneten Mischer 50 mm bis 200 mm breit. Die Lamellen des der Eindüseinrichtung folgenden und des letzten vor dem Luftvorwärmer oder Anlagenteil liegenden Mi­ schers sind dann zweckmäßigerweise breiter als, vorzugsweise doppelt so breit wie, die Lamellen in den den einzelnen Lagen des Katalysators zugeordneten Mischern. Auch kann mindestens einer der Mischer als Ventilator und somit als aktiver Mi­ scher ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment, there are preferred show static mixer in a flue gas duct immobile built-in slats, which are flown by the flue gas at an angle are. The slats are preferably one of the Ka Mixer 50 mm to 200 mm wide. The fins of the injector following and the last Wed before the air preheater or system part shers are then expediently wider than, preferably twice as wide as the slats in the individual layers the mixer assigned to the catalyst. Also can at least one of the mixers as a fan and thus as an active Mi be trained.  

Nach anderen vorteilhaften Ausgestaltungen ist mindestens ein Gleichrichter in Strömungsrichtung des Rauchgases 50 mm bis 200 mm hoch und/oder aus strömungsparallel angeordneten La­ mellen, vorzugsweise aus 1 mm bis 4 mm starken Blechstreifen, zusammengesetzt. Auch können die Lamellen mindestens eines der Gleichrichter ein Gitter, vorzugsweise mit einer Maschen­ weite von 20 mm bis 50 mm, oder einen Rost aus, vorzugsweise im Abstand von 20 mm bis 50 mm parallel zueinander liegenden, Blechstreifen bilden. Dabei sind dann die Lamellen von zwei aufeinanderfolgenden Rosten, vorzugsweise um 90°, gegeneinan­ der verschwenkt.According to other advantageous configurations, there is at least one Rectifier in the direction of flow of the flue gas 50 mm to 200 mm high and / or from La arranged parallel to the flow mellen, preferably from 1 mm to 4 mm thick sheet metal strips, composed. The slats can also have at least one the rectifier is a grid, preferably with a mesh width of 20 mm to 50 mm, or a rust, preferably at a distance of 20 mm to 50 mm parallel to each other, Form sheet metal strips. Then the slats of two successive grates, preferably by 90 °, against each other which pivots.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, dass durch Einsatz mindestens eines Mischers hinter einem auch lagenweise aufgebauten Katalysator einer eine Ein­ düsvorrichtung für ein Reduktionsmittel aufweisenden Reini­ gungseinrichtung eine derartige Gleichmäßigkeit der Durchmi­ schung erzielt wird, dass praktisch eine Homogenität des Gas­ gemischs aus Rauchgas, einem Rest von überschüssigem Ammoniak und noch vorhandenen Resten anderer Gase erreicht ist. In diesem praktisch homogenen Gemisch finden die eingangs ge­ nannten unerwünschten Reaktionen nicht mehr statt.The advantages achieved with the invention are in particular re in that by using at least one mixer behind a one-layer catalyst also built up in layers Nozzle device for a Reini containing reducing agent such a uniformity of the diam is achieved that practically a homogeneity of the gas mixture of flue gas, a residue of excess ammonia and remaining residues of other gases is reached. In This practically homogeneous mixture is found at the beginning no longer called undesirable reactions.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below a drawing explained in more detail. In it show:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau einer Reinigungseinrich­ tung mit zusätzlichen Mischern hinter einem lagen­ weise aufgebauten Katalysator, und Fig. 1 shows a basic structure of a cleaning device with additional mixers behind a layered catalyst, and

Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau einer Reinigungseinrich­ tung mit zusätzlichen Mischern und Gleichrichtern im lagenweise aufgebauten Katalysator. Fig. 2 shows a basic structure of a cleaning device with additional mixers and rectifiers in the layered catalyst.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are in both figures with the provided with the same reference numerals.  

Rauchgas 1 aus einem nicht dargestellten Dampferzeuger eines Kraftwerks mit einer thermischen Leistung von z. B. einigen MW bis zu mehr als 1000 MW strömt durch einen Rauchgaskanal 2 zu einer Eindüsvorrichtung 3. Der Dampferzeuger kann mit Koh­ le, mit Abfall und/oder Öl befeuert sein, so dass bei den heute üblichen hohen Verbrennungstemperaturen in jedem Fall Stickoxide gebildet werden, die mit dem Rauchgas 1 zusammen abfließen. Die Eindüsvorrichtung 3 ist in einem horizontalen Abschnitt des Rauchgaskanals 2 vor einem (zweiten) Mischer 4 mit schräg zum strömenden Rauchgas 1 und unbeweglich stehen­ den Lamellen 4' angeordnet. Der Mischer 4 vermischt ein Re­ duktionsmittel, beispielsweise Ammoniak, mit dem Rauchgas 1. Dazu wird beispielsweise ein das Reduktionsmittel freisetzen­ der Zuschlagstoff Z, z. B. Harnstoff, in den Rauchgaskanal 2 eingedüst.Flue gas 1 from a steam generator, not shown, of a power plant with a thermal output of, for. B. a few MW up to more than 1000 MW flows through a flue gas duct 2 to an injection device 3rd The steam generator can be fired with coal, waste and / or oil, so that nitrogen oxides are formed in any case at the high combustion temperatures that are common today and flow off together with the flue gas 1 . The injection device 3 is arranged in a horizontal portion of the flue gas channel 2 in front of a (second) mixer 4 with an angle to the flowing flue gas 1 and motionless the fins 4 '. The mixer 4 mixes a reducing agent, for example ammonia, with the flue gas 1 . For this purpose, for example, the reducing agent will release the additive Z, e.g. B. urea, injected into the flue gas duct 2 .

Der Rauchgaskanal 2 mündet in das obere Ende eines Kataly­ satorturms 5 mit einem gegenüber dem Rauchgaskanal 2 erheb­ lich erweiterten Querschnitt. Der Katalysatorturm 5 ist bis zu 30 m oder mehr hoch und wird von senkrechten Beinen 14 getragen. Im Übergangsbereich vom Rauchgaskanal 2 zum Kataly­ satorturm 5 sind Umlenkwände 6 angeordnet, die einerseits eine verlustarme Umlenkung des strömenden Rauchgases oder Rauchgasstroms 1 gewährleisten und andererseits eine Entmi­ schung des Gasgemisches aus Rauchgas 1 und dem Reduktionsmit­ tel verhindern.The flue gas duct 2 opens into the upper end of a Kataly satellite tower 5 with a cross-section which is considerably larger than the flue gas duct 2 . The catalyst tower 5 is up to 30 m or more high and is supported by vertical legs 14 . In the transition area from the flue gas duct 2 to the Kataly satellite tower 5 , deflection walls 6 are arranged, which on the one hand ensure low-loss deflection of the flowing flue gas or flue gas flow 1 and on the other hand prevent the gas mixture from flue gas 1 and the reducing agent from being separated.

An der Einmündung des Rauchgaskanals 2 in den Katalysator­ turm 5 ist quer zum strömenden Rauchgas 1 ein Gleichrichter 7 vorgesehen, der Turbulenzen im strömenden Rauchgas 1 oder Rauchgasstrom weitgehend unterdrückt. Dadurch sind Erosions­ vorgänge am Eintritt des Rauchgases 1 in eine oberste Kataly­ satorlage 8a eines modular aufgebauten Katalysators 8 auf ein erträgliches Maß reduziert. Jede Katalysatorlage 8a bis 8c liegt auf quer im Katalysatorturm 5 gehaltenen Trägern 9 und erstreckt sich über den gesamten Querschnitt des Katalysator­ turms 5. Bei beiden Ausführungsbeispielen besteht der Kataly­ sator 8 in nicht näher dargestellter Art und Weise aus je­ weils drei Lagen 8a bis 8c mit je vier mal vier Katalysator­ modulen.At the mouth of the flue gas channel 2 in the catalyst tower 5 , a rectifier 7 is provided transversely to the flowing flue gas 1 , the turbulence in the flowing flue gas 1 or flue gas flow largely suppressed. As a result, erosion processes at the inlet of the flue gas 1 in an uppermost catalyst layer 8 a of a modular catalyst 8 are reduced to an acceptable level. Each catalyst zone 8 a to 8 c is on transversely held in the catalyst tower 5 supports 9 and extends over the entire cross section of the catalyst tower. 5 In both embodiments, the catalytic converter 8 consists of three layers 8 a to 8 c each with four times four catalyst modules in a manner not shown.

Unterhalb jeder Katalysatorlage 8a bis 8c ist ein zweckmä­ ßigerweise ebenfalls lamellenartiger und somit statischer Mi­ scher 10 aus z. B. parallel zueinander angeordneten, vorzugs­ weise 50 mm bis 200 mm breiten, Lamellen 10' aus 1 mm bis 4 mm dicken Blechstreifen vorgesehen. Die Lamellen 10' sind - ebenso wie die Lamellen 4' des Mischers 4 - um ihre Längs­ achse geschwenkt und stehen schräg zum strömenden Rauchgas 1. Dadurch ist gewährleistet, dass das Rauchgas 1 nach dem Pas­ sieren jeder Katalysatorlage 8a bis 8c aufs neue durchmischt wird. Insbesondere wird so die Bildung von Rauchgassträhnen mit überdurchschnittlich hohem Anteil an Reduktionsmittel verhindert.Below each catalyst layer 8 a to 8 c is a conveniently also lamellar and thus static mixer 10 from z. B. arranged parallel to each other, preferably 50 mm to 200 mm wide, slats 10 'of 1 mm to 4 mm thick sheet metal strips are provided. The fins 10 'are - just like the fins 4 ' of the mixer 4 - pivoted about their longitudinal axis and are inclined to the flowing flue gas. 1 This ensures that the flue gas 1 after the passage of each catalyst layer 8 a to 8 c is mixed again. In particular, this prevents the formation of streaks of flue gas with an above-average proportion of reducing agent.

Nach dem Austritt des Rauchgases 1 aus der untersten Lage 8c des Katalysators 8 wird das strömende Rauchgas 1 in einen wiederum waagerechten Rauchgaskanal 11 umgelenkt. Dabei er­ zeugte Turbulenzen werden in einem in Strömungsrichtung hin­ ter dem Katalysator 8 angeordneten (ersten) Mischer 12 mit vorzugsweise ebenfalls schräg zum strömenden Rauchgas 1 ste­ henden Lamellen 12' verstärkt, so dass das an Stickoxid arme Rauchgas 1 als praktisch homogene Mischung durch den Rauch­ gaskanal 11 zu einem Luftvorwärmer 15 strömt. In dem Luftvor­ wärmer 15 heizt das hier immer noch mit einer Temperatur von mehr als 300°C ankommende Rauchgas Verbrennungsluft 16 auf, die in nicht näher dargestellter Art und Weise einem Brenn­ raum in einem Dampferzeuger zugeführt wird. Auch kann an­ stelle des Luftvorwärmers 15 hinter dem Katalysator 8 ein anderes vom Rauchgas 1 angeströmtes Anlagenteil angeordnet sein.After the flue gas 1 has escaped from the lowermost layer 8 c of the catalytic converter 8 , the flowing flue gas 1 is deflected into a flue gas channel 11 , which is again horizontal. Turbulence generated in a direction of flow downstream of the catalytic converter 8 (first) mixer 12 with preferably also obliquely to the flowing flue gas 1 standing fins 12 ', so that the nitrogen oxide poor flue gas 1 as a practically homogeneous mixture through the smoke gas channel 11 flows to an air preheater 15 . In the Luftvor warmer 15 the here still with a temperature of more than 300 ° C arriving flue gas combustion air 16 , which is fed to a combustion chamber in a steam generator in a manner not shown. In place of the air preheater 15, another part of the system which is flown by the flue gas 1 can be arranged behind the catalytic converter 8 .

Obwohl der reale Abstand zwischen aufeinanderfolgenden La­ gen 8a bis 8c des Katalysators 8 in der Größenordnung von 1 m bis 2 m liegt, ist es möglich, dass das strömende Rauchgas 1 an einigen Stellen schräg auf die folgende Katalysatorlage 8b oder 8c auftrifft. Dabei können unerwünscht hohe Erosionen, insbesondere in einer katalytisch aktiven Oberflächenschicht, auftreten. Um dies sicher zu vermeiden, ist in dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 2 vor jeder Lage 8b und 8c des Kata­ lysators 8 ein Gleichrichter 13 angeordnet, der jeweils alle Rauchgassträhnen in eine achsparallele Richtung zwingt.Although the real distance between successive layers 8 a to 8 c of the catalyst 8 is of the order of 1 m to 2 m, it is possible that the flowing flue gas 1 strikes the following catalyst layer 8 b or 8 c obliquely at some points . Undesired high erosions can occur, especially in a catalytically active surface layer. To avoid this safely, a rectifier 13 is arranged in the exemplary embodiment according to FIG. 2 in front of each layer 8 b and 8 c of the catalyst 8 , which in each case forces all strands of flue gas in an axis-parallel direction.

Diese Gleichrichter 13 sind - wie auch die Mischer 4, 10, 12 und der Gleichrichter 7 - ebenfalls lamellenartig ausgebildet und beispielsweise aus 50 mm bis 200 mm breiten Lamellen 13' aus 1 mm bis 4 mm dicken Blechstreifen aufgebaut. Die Lamel­ len 13' der Gleichrichter 13 sowie die Lamellen 7' des Gleichrichters 7 liegen jedoch ausnahmslos alle parallel zum strömenden Rauchgas 1 und bilden entweder einen Rost aus pa­ rallelen oder ein Gitter aus sich kreuzenden Lamellen 7' bzw. 13'. Sind die Gleichrichter 13 als Rost ausgeführt, so sind aufeinanderfolgende Roste um eine zum Rauchgasstrom parallele Achse beispielsweise um 90° gegeneinander verschwenkt.These rectifiers 13 - like the mixers 4 , 10 , 12 and the rectifier 7 - are also designed as lamellae and are constructed, for example, from 50 mm to 200 mm wide lamellae 13 'from 1 mm to 4 mm thick sheet metal strips. The lamellae len 13 'of the rectifier 13 and the lamellae 7 ' of the rectifier 7 are, without exception, all parallel to the flowing flue gas 1 and either form a rust from pa rallelen or a grid of intersecting lamellae 7 'and 13 '. If the rectifiers 13 are designed as grates, successive grids are pivoted relative to one another about an axis parallel to the flue gas flow, for example by 90 °.

Durch den Einsatz der Mischer 10 und/oder ganz besonders auch durch den Einsatz des Mischers 12 ist die Betriebssicherheit der Entstickungsanlage (Katalysator) und vor allem auch die Betriebssicherheit des im strömenden Rauchgas 1 weiter strom­ ab liegenden Luftvorwärmers 15 deutlich erhöht. Dies ist wichtig vor allem für Entstickungsanlagen mit hohen Stick­ oxidabscheideraten.Through the use of the mixer 10 and / or very particularly also through the use of the mixer 12 , the operational safety of the denitrification system (catalyst) and, above all, also the operational safety of the air preheater 15 which is further downstream in the flowing flue gas 1 is significantly increased. This is particularly important for denitrification plants with high nitrogen oxide separation rates.

Die Reinigungseinrichtung bleibt auch wirtschaftlich, weil die zusätzlich eingesetzten Mischer 10 und 12 ebenso wie die von Fall zu Fall erforderlichen Gleichrichter 13 kostengün­ stige, einfach zu installierende und zuverlässige Bauteile darstellen. Außerdem ist der durch diese Bauteile verursachte Druckabfall deutlich geringer als der Druckabfall in den ein­ zelnen Lagen 8a bis 8c des Katalysators 8. Durch die gute Durchmischung der Gase ist es in einigen Fällen - durch ent­ sprechende Optimierung der Anlage - sogar möglich, im Ver­ gleich zu einer Reinigungseinrichtung ohne die Mischer 12 und/oder 10 eine Verringerung der Katalysatormasse zu errei­ chen.The cleaning device also remains economical because the additional mixers 10 and 12 used, as well as the rectifiers 13 required from case to case, represent inexpensive, easy-to-install and reliable components. In addition, the pressure drop caused by these components is significantly lower than the pressure drop in the individual layers 8 a to 8 c of the catalyst 8 . Due to the thorough mixing of the gases, it is even possible in some cases - through appropriate optimization of the system - to achieve a reduction in the catalyst mass compared to a cleaning device without the mixers 12 and / or 10 .

Claims (10)

1. Reinigungseinrichtung für Rauchgas (1), insbesondere für Rauchgas (1) aus einem mit fossilem Brennstoff befeuerten Dampferzeuger in einem Kraftwerk, mit einer Eindüsvorrich­ tung (3) für einen ein Reduktionsmittel freisetzenden Zu­ schlagstoff (Z) und mit einem Katalysator (8) zur Reduktion von Stickoxiden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in Strömungsrichtung hinter dem Kata­ lysator (8) ein erster Mischer (10, 12) zur Vergleichmäßigung der Durchmischung des Rauchgases (1) mit dem Reduktionsmit­ tel vorgesehen ist.1. Cleaning device for flue gas ( 1 ), in particular for flue gas ( 1 ) from a steam generator fired with fossil fuel in a power plant, with an injection device ( 3 ) for a reducing agent-releasing agent (Z) and with a catalyst ( 8 ) for the reduction of nitrogen oxides, characterized in that a first mixer ( 10 , 12 ) is provided in the direction of flow behind the catalyst ( 8 ) to homogenize the mixing of the flue gas ( 1 ) with the reducing agent. 2. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Eindüsvor­ richtung (3) und dem Katalysator (8) in Strömungsrichtung des Rauchgases (1) hintereinander zusätzlich ein zweiter Mi­ scher (4) und/oder ein erster Gleichrichter (7) für das strö­ mende Rauchgas (1) vorgesehen sind.2. Cleaning device according to claim 1, characterized in that between the single nozzle device ( 3 ) and the catalyst ( 8 ) in the flow direction of the flue gas ( 1 ) one after the other additionally a second mixer ( 4 ) and / or a first rectifier ( 7 ) for the flowing flue gas ( 1 ) are provided. 3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Mi­ scher (4) und dem ersten Gleichrichter (7) eine Umlenkvor­ richtung (6) für das strömende Rauchgas (1) vorgesehen ist.3. Cleaning device according to claim 2, characterized in that between the second Mi shear ( 4 ) and the first rectifier ( 7 ) a Umlenkvor direction ( 6 ) for the flowing flue gas ( 1 ) is provided. 4. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem lagenweise aufgebauten Katalysator (8) stromab von der oder jeder Katalysatorlage (8a bis 8c) ein (erster) Mischer (10) vorgesehen ist.4. Cleaning device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a (first) mixer ( 10 ) is provided in a layered catalyst ( 8 ) downstream of the or each catalyst layer ( 8 a to 8 c). 5. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Katalysator (8) strom­ auf von mindestens einer Katalysatorlage (8a, 8b, 8c) ein zwei­ ter Gleichrichter (13) für das strömende Rauchgas (1) vor­ gesehen ist. 5. Cleaning device according to claim 4, characterized in that in the catalyst ( 8 ) current on at least one catalyst layer ( 8 a, 8 b, 8 c) a two ter rectifier ( 13 ) for the flowing flue gas ( 1 ) is seen before. 6. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Mischer (4, 10, 12) ein statischer Mischer ist.6. Cleaning device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the or each mixer ( 4 , 10 , 12 ) is a static mixer. 7. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Mischer (4, 10, 12) aus unbeweglichen Lamellen (4', 10', 12') besteht, die schräg zum strömenden Rauchgas (1) stehen.7. Cleaning device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the or each mixer ( 4 , 10 , 12 ) consists of immovable fins ( 4 ', 10 ', 12 ') which are at an angle to the flowing flue gas ( 1 ) . 8. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch einen lamellen- oder gitterartig ausgebildeten Gleichrichter (7, 13).8. Cleaning device according to one of claims 3 to 7, characterized by a lamellar or grid-shaped rectifier ( 7 , 13 ). 9. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem dem Katalysator (8) nachgeschalteten und vom Rauchgas (1) beheizten Luftvorwärmer (15) diesem der (erste) Mischer (12) vorgeordnet ist.9. Cleaning device according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the case of an air preheater ( 15 ) connected downstream of the catalyst ( 8 ) and heated by the flue gas ( 1 ), the (first) mixer ( 12 ) is arranged upstream. 10. Reinigungseinrichtung nach einem oder mehreren der vor­ herigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der dem Katalysator (8) nachgeordnete (erste) Mischer (12) und/oder der der Eindüsvorrichtung (3) nachgeordnete (zweite) Mischer (4) breitere Lamellen (12', 4') aufweist als der einer einzelnen Katalysatorlage (8a bis 8c) zugeordnete Mischer (10).10. Cleaning device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the catalyst ( 8 ) downstream (first) mixer ( 12 ) and / or the injection device ( 3 ) downstream (second) mixer ( 4 ) wider fins ( 12 ', 4 ') has as the mixer ( 10 ) assigned to an individual catalyst zone ( 8 a to 8 c).
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